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遼寧省石湖水庫下壩址下壩線巖體工程地質(zhì)勘察分析

2019-05-27 09:58石捷夫
陜西水利 2019年4期
關(guān)鍵詞:重力壩壩址壩基

石捷夫

(遼寧省水利水電勘測設(shè)計研究院有限責(zé)任公司,遼寧 沈陽 110006)

石湖水庫位于哨子河中下游,壩址在岫巖縣紅旗營子鄉(xiāng),距上游黃花甸鎮(zhèn)約21 km,距下游匯合口約14 km。擬建某水庫為大型水庫,庫容7億m3左右,最大壩高50 m左右,壩頂高程100 m,正常高水位(待定)。水庫任務(wù)是以城市供水為主,兼顧灌溉的大型綜合利用水利樞紐工程。工程的場地內(nèi)存在較厚層的雜填土,成分復(fù)雜,性狀不一。場地內(nèi)現(xiàn)有人工填土層邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),但在地震或洪水沖刷情況下,可能發(fā)生失穩(wěn)。施工期應(yīng)開展地質(zhì)勘探工作,根據(jù)實際揭露的地質(zhì)情況采取相應(yīng)的工程措施[1]。

1 勘察方法及工作布置

1.1 勘察方法

結(jié)合石湖水庫庫區(qū)特征,本次勘察采用多種勘察方法。其中:地質(zhì)測繪采用地質(zhì)定點(diǎn)描述(包括照相、取樣、描述等),利用自然露頭點(diǎn)對各種地質(zhì)現(xiàn)象進(jìn)行分析;鉆探采用雙動回轉(zhuǎn)取芯鉆機(jī)對下壩址及溢洪道進(jìn)行地質(zhì)鉆探,以了解地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等的地下展布情況;物探采用單孔法聲波法對下壩址巖體完整性進(jìn)行測試[2]。

1.2 勘察工作布置

下壩址進(jìn)行1∶2000壩址區(qū)地質(zhì)測繪。四條壩線共布置10個鉆孔,每個壩線2~4個鉆孔,在壩基無軟弱夾層和傾向下游的不利結(jié)構(gòu)面的情況下,孔深要求達(dá)到透水率(q)小于5 Lu連續(xù)長度10 m(2段),可終孔。附屬建筑根據(jù)現(xiàn)場測繪后在上壩址溢洪道布置1個鉆孔。結(jié)構(gòu)致密,質(zhì)地堅硬;巖屑凝灰?guī)r,結(jié)構(gòu)致密,質(zhì)地中硬。全風(fēng)化帶,黃褐色,多呈砂狀,由于巖石體為白堊紀(jì)形成,成巖年代較晚,風(fēng)化層薄,多未達(dá)到全風(fēng)化,僅于SHXZ4孔見厚約2.5 m的全風(fēng)化層;強(qiáng)風(fēng)化帶,灰綠色~灰褐色,多呈碎塊狀,厚度不均,一般厚度2.0 m左右,風(fēng)化差異明顯,河谷區(qū)較薄,兩岸則較厚;弱風(fēng)化帶,灰綠色,多呈短柱~柱狀,厚度不均,一般厚度6.0 m左右,河床兩側(cè)節(jié)理裂隙發(fā)育,弱風(fēng)化帶厚度達(dá)到9.8 m;微風(fēng)化帶,灰綠色,多呈長柱狀,本次勘察未穿透此層,最大揭露厚度52.8 m。各鉆孔巖體風(fēng)化情況詳見表1。

表1 鉆孔風(fēng)化帶統(tǒng)計表

2 巖土體工程地質(zhì)特征

2.1 巖體風(fēng)化特征

壩址區(qū)基巖主要為火山角礫巖、巖屑凝灰?guī)r?;鹕浇堑[巖,

2.2 巖體完整性

巖體的完整性一般與巖體的風(fēng)化程度、構(gòu)造發(fā)育程度有關(guān),全、強(qiáng)風(fēng)化巖體強(qiáng)度低,風(fēng)化嚴(yán)重,取獲率低,本次勘察采用鉆孔巖體波速測試和巖芯完整率(RQD)統(tǒng)計的方法對弱~微風(fēng)化巖體進(jìn)行完整性綜合分析與統(tǒng)計。巖體完整性的分級標(biāo)準(zhǔn)詳見表2,巖體完整性統(tǒng)計結(jié)果詳見表3。

表2 巖體完整性分級標(biāo)準(zhǔn)

表3 巖體完整性統(tǒng)計表

2.3 巖體透水性

巖體采用鉆孔壓水試驗的方法進(jìn)行透水性測試,試驗成果按風(fēng)化狀態(tài)進(jìn)行統(tǒng)計,全、強(qiáng)風(fēng)化巖體,根據(jù)鉆探情況可視為強(qiáng)透水層。弱風(fēng)化巖體,根據(jù)鉆孔壓水試驗成果,平均透水率21.7 Lu。局部因節(jié)理裂隙發(fā)育,透水率可達(dá)51.3 Lu。微風(fēng)化巖體,平均透水率9.3 Lu。隨風(fēng)化程度及節(jié)理發(fā)育的減弱,透水性具有明顯降低的規(guī)律性??偟膩砜?,基巖埋深30m以下,透水率小于10.0 Lu,呈弱透水性。

3 壩基主要工程地質(zhì)問題及評價

3.1 壩基各巖土層適宜性評價

砂卵礫石,厚度2.0 m~4.0 m,厚度不大,土質(zhì)不均,分布不連續(xù),無論是否存在不均勻變形,作為混凝土重力壩壩基本身就不適宜。坡積碎石土,層厚一般在1.0 m~2.0 m,植物根系發(fā)育,土中夾有碎石,土質(zhì)不均勻,不適合作為壩基,建議清除。強(qiáng)風(fēng)化巖體,厚度一般2.0 m左右,巖石強(qiáng)度低,巖體破碎,巖塊間夾泥,呈散體結(jié)構(gòu),巖體整體強(qiáng)度低,不適宜作為混凝土重力壩壩基,建議清除。弱風(fēng)化巖體,厚度2.0 m~5.0 m,強(qiáng)度較高,節(jié)理裂隙較發(fā)育~發(fā)育,巖體完整性主要為完整性差~較完整,經(jīng)適當(dāng)處理可作為混凝土重力壩壩基。

3.2 壩基滲漏

根據(jù)地質(zhì)測繪和鉆孔壓水試驗成果,弱風(fēng)化巖透水率在10.3 Lu~51.3 Lu之間,中等透水,存在滲漏問題,建議對該層進(jìn)行防滲處理?;炷林亓畏桨附ㄗh以弱風(fēng)化巖為壩基。

3.3 壩基邊坡開挖問題

混凝土重力壩方案壩基開挖巖性從上至下依次為:2.0 m~4.0 m厚砂卵礫石;1.0 m~3.0 m厚碎石土;4.0 m~6.0 m厚強(qiáng)風(fēng)化火山角礫巖;1.0 m厚左右的弱風(fēng)化火山角礫巖。地下水埋深1.0 m左右,在采取適當(dāng)?shù)慕邓胧l件下,壩基各巖土層開挖邊坡坡度建議值見表4。

表4 各巖土層開挖邊坡坡比建議值

3.4 壩肩岸坡穩(wěn)定性評價

左壩肩植被發(fā)育,坡角在30°~40°之間,山頂高程約為250 m,靠近壩端部位有溝谷,溝內(nèi)坡積物碎石夾粘性土層,現(xiàn)狀邊坡基本穩(wěn)定,作為壩肩,建議清除表層坡積物及破碎巖體;右壩肩植被發(fā)育,坡角在30°左右,山頂高程約為170 m,壩肩基巖裸露,但表層風(fēng)化較重,現(xiàn)狀邊坡基本穩(wěn)定,作為壩肩,建議清除表層破碎巖體。兩側(cè)壩肩巖體整體穩(wěn)定性均較好。

4 結(jié)論及建議

(1)壩址區(qū)基巖主要為火山角礫巖,結(jié)構(gòu)致密,質(zhì)地堅硬;巖屑凝灰?guī)r,結(jié)構(gòu)致密,質(zhì)地中硬。

(2)壩基各巖土層巖體完整性主要為完整性差~較完整。

(3)基巖埋深30 m以下,透水率小于10.0 Lu,呈弱透水性。

結(jié)合此次勘察結(jié)果,石湖水庫下壩址下壩線巖體作為混凝土重力壩壩基應(yīng)經(jīng)適當(dāng)處理,并應(yīng)對其進(jìn)行防滲處理;地下水埋深1.0 m左右采取適當(dāng)?shù)慕邓胧?;左壩肩現(xiàn)狀邊坡基本穩(wěn)定,作為壩肩,建議清除表層坡積物及破碎巖體;右壩肩作為壩肩,建議清除表層破碎巖體,兩側(cè)壩肩巖體整體穩(wěn)定性均較好。

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